Kushandiswa kweRare Earth muComposite Materials

Kushandiswa kweRare EarthmuComposite Materials
Kashoma pasi zvinhu zvine yakasarudzika 4f yemagetsi chimiro, hombe atomic magineti nguva, yakasimba spin coupling uye humwe hunhu. Paunenge uchigadzira michina nezvimwe zvinhu, nhamba yavo yekubatanidza inogona kusiyana kubva pa 6 kusvika ku 12. Zvisikwa zvisingawanzoitiki zvepasi zvine maitiro akasiyana-siyana ekristal. Izvo zvakakosha zvemuviri uye zvemakemikari zvimiro zvepasi zvisingawanzo zviite kuti zvishandiswe zvakanyanya mukunyungudutswa kwesimbi yemhando yepamusoro uye isina-ferrous simbi, yakakosha girazi uye yakakwirira-inoshanda ceramics, zvisingaperi magineti zvinhu, hydrogen kuchengetedza zvinhu, luminescent uye laser zvinhu, nyukireya zvinhu. , nemimwe minda. Nekuenderera mberi kwekuvandudzwa kwezvinhu zvakaumbwa, kushandiswa kwepasi risingawanzo kwakawedzerawo kusvika kumunda wezvinhu zvakaumbwa, zvichikwezva kutarisisa kwakapararira mukuvandudza mashandisirwo emhando pakati pezvinhu zvakasiyana.

Mafomu makuru ekushandisa epasi risingawanzo mukugadzirira kwezvinhu zvinosanganiswa anosanganisira: ① kuwedzerarare earth metalskuumba zvinhu; ② Wedzera muchimiro chezvisingawanzo pasi oxideskune zvakasanganiswa zvinhu; ③ Mapolymer akaiswa kana akasungwa neasingawanzo pasi simbi mumapolymers anoshandiswa sematrix zvinhu mune zvakaumbwa zvinhu. Pakati pemhando nhatu dziri pamusoro dzekushandiswa kwepasi isingawanzo, mafomu maviri ekutanga anonyanya kuwedzerwa kune simbi matrix inoumbwa, nepo yechitatu inonyanya kuiswa kune polymer matrix macomposites, uye iyo ceramic matrix composite inonyanya kuwedzerwa mune yechipiri fomu.

Rare pasiinonyanya kuita pane simbi matrix uye ceramic matrix inoumbwa nenzira yezvinowedzera, zvigadziriso, uye sintering additives, zvakanyanya kuvandudza mashandiro avo, kuderedza mutengo wekugadzira, uye kuita kuti kushandiswa kwayo kwemaindasitiri kugoneke.

Kuwedzerwa kwezvisingawanzo zvinhu zvepasi sezvinowedzera muzvinhu zvakaumbwa zvinonyanya kuita basa mukuvandudza mashandisirwo emhando yezvinhu zvinoumbwa uye kusimudzira kunatswa kwesimbi matrix tsanga. Iyo nzira yekuita ndeyekutevera.

① Kuvandudza kunyorova pakati pesimbi matrix uye yekusimbisa chikamu. Iko electronegativity yezvinhu zvisingawanzoitiki zvepasi ishoma (kudiki kwe electronegativity yesimbi, ndiko kunyanya kushanda kwe electronegativity yezvisiri simbi). Semuenzaniso, La i1.1, Ce iri 1.12, uye Y iri 1.22. The electronegativity of common base metal Fe is 1.83, Ni is 1.91, uye Al is 1.61. Naizvozvo, zvisingawanzo zvinhu zvepasi zvinonyanya kushambadza pamiganho yezviyo zvesimbi matrix uye nhanho yekusimbisa panguva yekunyungudutsa, kuderedza chimiro chavo chesimba, kuwedzera basa rekunamatira reiyo interface, kudzikisa kona yekunyorova, uye nekudaro kuvandudza kunyorova pakati pematrix. uye chikamu chekusimbisa. Tsvagiridzo yakaratidza kuti kuwedzera kweLa element kune aluminium matrix zvinobudirira kunatsiridza kunyorova kweAlO uye aluminium mvura, uye inovandudza microstructure yezvinhu zvinoumbwa.

② Kurudzira kunatswa kwesimbi matrix tsanga. Kunyungudika kwenyika isingawanzo mucrystal yesimbi idiki, nekuti radius yeatomu yezvinhu zvisingawanzo pasi ihombe, uye radius yeatomu yesimbi matrix idiki. Kupinda kwezvinhu zvisingaite zvepasi zvine radius yakakura mukati me matrix lattice kunokonzeresa kukanganiswa kwelatisi, izvo zvinowedzera simba rehurongwa. Kuti uchengetedze simba remahara rakaderera, maatomu epasi asingawanzo anogona kungopfumisa akananga kumiganhu yezviyo zvisina kujairika, izvo kusvika pamwero wakati zvinotadzisa kukura kwemahara kwematrix zviyo. Panguva imwecheteyo, izvo zvakafumiswa zvisingawanzo zvinhu zvepasi zvinozoshambadzawo zvimwe zvinhu zvealloy, zvichiwedzera iyo yekumisikidza gradient yealloy element, zvichikonzera chemukati chikamu undercooling, uye kuwedzera heterogeneous nucleation mhedzisiro yemvura yesimbi matrix. Mukuwedzera, iyo undercooling inokonzerwa nekutanga segregation inogona zvakare kukurudzira kuumbwa kweakapatsanurwa makomisheni uye kuve anoshanda heterogeneous nucleation particles, nokudaro achisimudzira kunatswa kwesimbi matrix tsanga.

③ Chenesa miganhu yezviyo. Nekuda kwehukama hwakasimba pakati pezvisingawanzo zvinhu zvepasi uye zvinhu zvakaita seO, S, P, N, nezvimwewo, iyo yakajairwa yemahara simba rekuumbwa kwemaokisi, sulfides, phosphides, uye nitrides yakaderera. Mishonga iyi ine nzvimbo yakakwirira yekunyunguduka uye yakaderera density, mamwe anogona kubviswa nekuyangarara kumusoro kubva kune alloy liquid, asi mamwe akagoverwa zvakaenzana mukati mezviyo, kuderedza kupatsanurwa kwetsvina pamuganhu wezviyo, nekudaro kuchenesa muganhu wezviyo uye. kuvandudza simba rayo.

Izvo zvinofanirwa kucherechedzwa kuti, nekuda kweiyo yakakwira chiitiko uye yakaderera kunyungudika kwepasi isingawanzo simbi, kana yawedzerwa kune simbi matrix composite, kusangana kwavo neokisijeni kunofanirwa kudzorwa zvakanyanya panguva yekuwedzera maitiro.

Huwandu hukuru hwemaitiro hwakaratidza kuti kuwedzera isingawanzo pasi oxides sezvigadzika, sintering aids, uye doping modifiers kune akasiyana simbi matrix uye ceramic matrix composite inogona kuvandudza zvakanyanya kusimba uye kuoma kwezvinhu, kuderedza sintering yavo yekupisa, uye nokudaro kuderedza mutengo wekugadzira. Nzira huru yekuita kwayo ndeyotevera.

① Sekuwedzera sintering, inogona kukurudzira sintering uye kuderedza porosity mune zvakaumbwa zvinhu. Kuwedzera kwe sintering additives kugadzira chikamu chemvura patembiricha yakakwira, kuderedza tembiricha yekunyungudika yezvinhu zvinosanganiswa, kuvharidzira kuora kwepamusoro-tembiricha yezvinhu panguva yekupisa, uye kuwana zvinhu zvakaomesesa zvinoumbwa kuburikidza nechikamu chemvura sintering. Nekuda kwekugadzikana kwepamusoro, kusasimba kwepamusoro-tembiricha kunyungudika, uye kunyungudika kwakanyanya uye kubikira kwepasi isingawanzo oxides, vanogona kuumba girazi nhanho nezvimwe zvinhu mbishi uye kukurudzira sintering, zvichiita kuti ive yekuwedzera inoshanda. Panguva imwecheteyo, iyo isingawanzo pasi oxide inogona zvakare kuumba yakasimba mhinduro neiyo ceramic matrix, iyo inogona kuburitsa kukanganisa kwekristaro mukati, kumisa reti uye kukurudzira sintering.

② Kuvandudza microstructure uye kunatsa saizi yezviyo. Nekuda kwekuti iyo yakawedzera isingawanzo pasi oxides inonyanya kuwanikwa pamiganho yezviyo zvematrix, uye nekuda kwehukuru hwayo, isingawanzo pasi oxides ine yakanyanya kutama kusimuka muchimiro, uye zvakare inotadzisa kutama kwemamwe maion, nekudaro kuderedza kutama kwemiganhu yezviyo, kuvharidzira kukura kwezviyo, uye kukanganisa kukura kusina kujairika kwezviyo panguva yekupisa kwekupisa. Vanogona kuwana zviyo zviduku uye zvakafanana, izvo zvinoita kuti pave nekugadzirwa kwemaitiro akaoma; Kune rumwe rutivi, nekuita doping rare earth oxides, vanopinda mumuganhu wezviyo girasi chikamu, vachivandudza simba regirazi chikamu uye nokudaro vanozadzisa chinangwa chekuvandudza michina yezvinhu.

Kashoma zvinhu zvepasi mumapolymer matrix macomposites zvinonyanya kuvakanganisa nekuvandudza zvimiro zvepolymer matrix. Kashoma pasi oxides inogona kuwedzera kupisa kwekupisa tembiricha yemapolymers, nepo isingawanzo pasi carboxylates inogona kuvandudza kugadzikana kwekupisa kwepolyvinyl chloride. Doping polystyrene ine isingawanzo pasi makomisheni inogona kuvandudza kugadzikana kwepolystyrene uye zvakanyanya kuwedzera simba rayo rekukanganisa uye kubhenda simba.